CN102271864A - 用于机床的刀具清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种用于机床的刀具清洗装置，用于在测量刀具(3)的尺寸前去除粘附于刀具(3)的异物(4)，所述清洗装置包括：从侧方捕捉刀具(3)的尖端的图像的CCD摄像头(18)；用于向刀具(3)喷射清洗剂来清洗刀具(3)的刀具清洗部(20)；和基于CCD摄像头(18)捕捉到的图像确定刀具(3)是否粘附有异物(4)、并基于刀具(3)是否粘附有异物(4)来控制刀具清洗部(20)的控制装置(21)。由于上述构造，用于机床的刀具清洗装置能够可靠地去除粘附于刀具(3)的异物(4)。

Description

用于机床的刀具清洗装置

技术领域

本发明涉及用于机床的刀具清洗装置(tool cleaning device)，其用于在测量机床的刀具的尺寸前去除粘附在刀具上的异物。

背景技术

在机床的机械加工中，在加工工件前测量刀具尺寸(刀具长度、刀具直径等)。基于测得的刀具尺寸，可考虑刀具是否发生了磨损。然后，以高精度开始加工工件。

近年，机床越来越要求高精度。根据这种要求，比起接触型测量装置，非接触型激光测量装置已被广泛采用，因为非接触型激光测量装置能够以高加工精度加工工件。

在用激光测量装置测量刀具尺寸的情况下，粘附在刀具上的油、磨屑、灰尘等(以下称为“异物”)对刀具测量的精度具有有害影响。因此，在测量刀具尺寸前，必须清洗刀具，方法是从空气鼓风机朝刀具喷射空气流来去除异物以减小测量误差。然而，众所周知的是通过空气鼓风机进行清洗并不能完全去除异物。

为了减小这种测量误差，例如，专利文献1公开了通过喷射脱脂清洗剂来清洗刀具。因此，在用激光测量装置测量刀具尺寸前去除油层，然后通过激光测量装置测量刀具的尺寸。

现有技术

专利文献

专利文献1：

日本专利特开2005-66746号公报

发明内容

本发明要解决的问题

在如专利文献1中所公开的那样使用脱脂清洗剂的情况下，刀具上粘附的残留清洗剂会引起测量误差。为了避免这种情况，清洗剂有必要具有挥发性或速干性。然而，具有挥发性或速干性的清洗剂通常比较危险，即是可燃的或对人体有害。特别地，在具有自动刀具更换功能的机床中，必须在所有加工周期中准备清洗剂。因此，优选的是不使用危险的脱脂清洗剂。

另外，在专利文献1所公开的清洗装置中，不能检查粘附在刀具上的异物是否已被完全去除。因此，清洗时间等因素是基于各种经验确定的。因此，刀具的测量是基于异物已被去除的猜测来进行的，所以难以避免发生测量误差。

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于机床的刀具清洗装置，其中清洗装置能够确实地去除粘附在刀具上的异物。

解决问题的手段

为了解决上述问题，在根据第一发明的用于机床的刀具清洗装置中，刀具清洗装置用于在测量刀具的尺寸前去除粘附在刀具上的异物，所述刀具清洗装置的特征在于包括：从侧方拍摄刀具的前端的图像的图像拍摄器件；通过朝所述刀具喷射清洗剂来清洗所述刀具的刀具清洗器件；和根据所述图像拍摄器件拍摄的图像判断所述刀具上是否附着有异物、并根据所述刀具上是否仍然粘附有异物的事实来控制所述刀具清洗器件的控制器件。

在根据第二发明的用于机床的刀具清洗装置中，如第一发明所述的刀具清洗装置的特征在于包括用于显示所述图像拍摄器件拍摄的图像的显示器件。

在根据第三发明的用于机床的刀具清洗装置中，如第一发明或第二发明所述的刀具清洗装置的特征在于，所述控制器件基于预先设定的刀具形状来判断所述刀具上是否仍然粘附有异物。

在根据第四发明的用于机床的刀具清洗装置中，如第三发明所述的刀具清洗装置的特征在于，所述控制器件基于预先设定的最大清洗次数来控制所述刀具清洗器件。

在根据第五发明的用于机床的刀具清洗装置中，如第四发明所述的刀具清洗装置的特征在于，所述控制器件在所述刀具清洗器件对所述刀具进行的清洗次数大于最大清洗次数的情况下发出警报。

在根据第六发明的用于机床的刀具清洗装置中，如第一发明所述的刀具清洗装置的特征在于，所述控制器件在判定所述刀具上没有粘附异物的情况下测量所述刀具的尺寸。

本发明的效果

根据第一发明的用于机床的刀具清洗装置，刀具清洗装置用于在测量刀具的尺寸前去除粘附在刀具上的异物，所述刀具清洗装置的特征在于包括：从侧方拍摄刀具的前端的图像的图像拍摄器件；通过朝所述刀具喷射清洗剂来清洗所述刀具的刀具清洗器件；和根据所述图像拍摄器件拍摄的图像判断所述刀具上是否附着有异物、并根据所述刀具上是否仍然粘附有异物的事实来控制所述刀具清洗器件的控制器件，所以能够防止相对于没有粘附异物的刀具进行的多余清洗，并且不会停止对仍然粘附有异物的刀具的清洗操作直到残留的异物完全被去除。刀具以最适当的方法进行清洗。

根据第二发明的用于机床的刀具清洗装置，其包括有用于显示所述图像拍摄器件拍摄的图像的显示器件，所以能够经由显示屏观察到粘附在刀具上的异物。这对操作者非常便利。

根据第三发明的用于机床的刀具清洗装置，所述控制器件基于预先设定的刀具形状来判断所述刀具上是否仍然粘附有异物，所以能够以高精度实现检测刀具上是否粘附有异物。

根据第四发明的用于机床的刀具清洗装置，所述控制器件基于预先设定的最大清洗次数来控制所述刀具清洗器件，所以在进行多次刀具清洗后在刀具上仍然粘附有异物的情况下或发生了异常问题的情况下，能够避免多余的清洗。

根据第五发明的用于机床的刀具清洗装置，所述控制器件在所述刀具清洗器件对所述刀具进行的清洗次数大于最大清洗次数的情况下发出警报，所以能够在初期阶段发觉异常状况。

根据第六发明的用于机床的刀具清洗装置，所述控制器件在判定所述刀具上没有粘附异物的情况下测量所述刀具的尺寸，所以能够在确认刀具上没有粘附异物后测量刀具的尺寸。因此，能够提高测量精度。

附图说明

图1示出了本发明的机床用刀具清洗装置的一个实施例。

图2示出了根据本发明的刀具的尺寸测量装置的一实施例的结构。

图3是用于示出本发明的控制装置的实施例的步骤的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细描述用于机床的本发明的刀具清洗装置的一个实施例。

实施例

图1示出了本发明的机床用刀具清洗装置的一个实施例。图2示出了根据本发明的刀具(tool)的尺寸测量装置的一实施例的结构。图3是用于示出本发明的控制装置的实施例的步骤的流程图。

如图1所示，在本发明刀具清洗装置所适用的机床1中，工件经由载置台12支持在用作机床1的基座的床身11上。另一方面，刀具3经由支柱13、鞍座14、主轴头15和主轴16被机床1支持。

在床身11的上表面，设置有引导面。载置台12被床身支持，并能够沿引导面在前后方向上移动。工件2固定在载置台12的上表面上，具有刀具清洗装置功能的刀具尺寸测量装置17安装在载置台12的一个角部。

刀具尺寸测量装置17是用于测量刀具3的刀具长度的装置。如图2所示，刀具尺寸测量装置17包括用于拍摄图像的CCD摄像头18、用于显示图像的显示部19和作为清洗器件的刀具清洗部20。由CCD摄像头18、显示部19和刀具清洗部20构成的刀具尺寸测量装置17连接至作为控制器件的控制装置21。

CCD摄像头18从刀具3的侧方即与刀具3的周缘表面相对的方向以预定时间间隔周期性地拍摄刀具3的尖端部分的照片。CCD摄像头18所拍摄的图像数据输出至控制装置21。显示部19在显示屏19a上显示向控制装置21输入的图像数据。刀具清洗部20根据来自控制装置21的指令朝刀具3喷射清洗剂，以清洗刀具3。在本实施例中，清洗剂是溶液。

在测量刀具3的刀具尺寸或加工工件2的同时，控制装置21控制载置台12、鞍座14、主轴头15和主轴16。从CCD摄像头输入的图像数据被处理，以判断是否有异物粘附在刀具3上。根据是否有异物粘附在刀具3上的结果，控制用于驱动刀具清洗部20的操作。同时，根据从CCD摄像头18输入的图像数据，通过处理输入的图像算出例如刀具长度、刀具直径等刀具尺寸。

另一方面，支柱13安装在床身11上，并且支柱13的正面设置有引导面。鞍座14能够沿该引导面在前后方向上移动，并被支柱13支持。鞍座14在其正面具有引导面。主轴头15能够沿该引导面在上下方向上移动，并被鞍座14支持。在主轴头15中，主轴16被可旋转地支持，并且主轴16的轴向方向平行于上下方向。在该主轴16的前端，可拆卸地附接有刀具3，并且刀具3和主轴16能够一体地旋转。

以下，将参考图3描述控制装置21的控制操作。如图3所示，在控制装置21中，将多种不同刀具的尺寸预先存储为数据库(步骤P1)。

在开始加工操作前，从在步骤P1中预先存储的各刀具尺寸的数据库中选出用于实际加工工件的刀具3的尺寸，并将所选数据设定为基准尺寸。相对于各刀具3，将用于清洗各刀具3的刀具清洗部20的最大清洗次数设定为最大清洗次数(步骤P2)。

其次，在刀具更换步骤中将另一刀具3安装至主轴16(步骤P3)，然后使主轴16旋转(步骤P4)。其次，控制载置台12、鞍座14和主轴头15，以将刀具3移动至刀具尺寸测量装置17的测量位置，即刀具尺寸测量装置17正上方的位置。刀具3的前端被移动至CCD摄像头能够拍摄刀具3的前端的图像的位置(如图2所示)(步骤P5)。

其次，判断刀具清洗部20清洗刀具3的次数是否等于在步骤P2中预先设定的最大清洗次数(步骤P6)。根据判断结果，如果用于清洗刀具3的次数等于或小于最大清洗次数(是)，则控制刀具清洗部20，朝刀具3喷射清洗剂，从而清洗刀具3(步骤P7)。另一方面，根据步骤P6中的判断结果，如果用于清洗刀具3的次数大于最大清洗数量(否)，则判定发生了一些问题，异物不能通过清洗去净。于是，作为警报而停止机器(步骤P13)。

在进行步骤P7后，通过摄像头摄像头18拍摄刀具3的前端的图像。处理所得图像，以找出所得图像中的物体的形状，作为刀具测量步骤(步骤P8)。在该步骤后，在步骤P9中对比从所得图像中找出的物体的形状与预先设定的基准形状。

也就是说，在从图像中找出的物体形状与位于预先许容公差内的一个基准形状一致的情况下，判定刀具3上未粘附任何异物。在从图像中找出的物体形状因如图2所示在刀具上粘附有异物4而与步骤P2中预先设定的基准形状不一致的情况下，判定刀具3上粘附有异物4。

作为结果，在基于CCD摄像头18拍摄的所得图像判定刀具3上未粘附任何异物时(是)，计算刀具3的例如刀具长度、刀具直径等尺寸(步骤P10)。另一方面，在判定刀具3上粘附有异物时(否)，下一步骤是回到步骤P6。

在步骤10后的步骤P11中，控制载置台12、鞍座14和主轴15，使刀具3移动至加工位置(例如图1所示位置)，然后开始加工工件2(步骤P12)。

通过在这种处理后进行刀具3的清洗，能够在确实地去除粘附在刀具3上的异物后测量刀具3的尺寸。

考虑到步骤P1中进行了数据库注册，所以不必每次都测量刀具3的尺寸。必要时才进行这种测量。在本实施例中，在完成最大清洗次数后仍不能去除这些异物的情况下，在步骤P13中是以停止机器来作为警报的指示。然而，除停止机器外，也可考虑其它警报方法。例如，除警报指示等以外，在本发明的本质内可进行多种不同变型。

为了设定最大清洗次数，例如，优选的是将清洗次数设定成对应于与刀具的热位移达到稳定的时间相当的持续时间。为了测量刀具的尺寸，相对于安装至主轴16的更换刀具3进行测量。当然，视情况，也可每次在开始加工工件时等时间进行操作以测量刀具。

根据本发明的机床用刀具清洗装置的实施例，能够确认粘附在刀具3上的异物4是否已被完全去除。因此，能够避免过度清洗没有粘附异物的刀具3，并且能够避免在刀具3上仍然粘附有异物时停止清洗操作。因此，能够有效地清洗刀具3。

能够在确认刀具3上是否粘附有异物4后测量刀具3的尺寸，所以能够避免测量误差，并且能够以高精度测量刀具3的尺寸。在刀具3上粘附有异物4的情况下，如图2所示，这种异物4能够在显示屏19a上观察到，所以能够更便利地利用机床。

另外，能够通过图像处理判断刀具3上是否存在异物4。因此，能够重复进行使用水溶性清洗剂的清洗操作，直到完全去除异物4。不必使用危险的清洗剂，例如可燃性清洗剂、对人体有害的清洗剂等。因此，能够更安全地操作机床。刀具清洗装置能够轻松地适用于具有自动刀具更换功能的机床。本申请的申请人能够确认在清洗剂是水溶性清洗剂的情况下，清洗剂会通过旋转刀具3而从刀具3向各方完全飞散，并且对刀具3的尺寸进行的测量不会受到有害影响。

工业实用性

本发明适用于机床用刀具清洗装置，特别适用于机床中的在测量刀具的尺寸前清洗刀具的刀具清洗装置。

附图标记列表

1：机床

2：工件

3：刀具

4：异物

11：床身

12：载置台

13：支柱

14：鞍座

15：主轴头

16：主轴

17：刀具尺寸测量装置

18：CCD摄像头

19：显示部

20：刀具清洗部

21：控制装置

Claims (6)

1.一种用于机床的刀具清洗装置，所述刀具清洗装置用于在测量刀具的尺寸前去除粘附在刀具上的异物，所述刀具清洗装置的特征在于包括：

从侧方拍摄刀具的前端的图像的图像拍摄器件；

通过朝所述刀具喷射清洗剂来清洗所述刀具的刀具清洗器件；和

根据所述图像拍摄器件拍摄的图像判断所述刀具上是否附着有异物、并根据所述刀具上是否仍然粘附有异物的事实来控制所述刀具清洗器件的控制器件。

2.如权利要求1所述的用于机床的刀具清洗装置，其特征在于，包括用于显示所述图像拍摄器件拍摄的图像的显示器件。

3.如权利要求1或2所述的用于机床的刀具清洗装置，其特征在于，所述控制器件基于预先设定的刀具形状来判断所述刀具上是否仍然粘附有异物。

4.如权利要求3所述的用于机床的刀具清洗装置，其特征在于，所述控制器件基于预先设定的最大清洗次数来控制所述刀具清洗器件。

5.如权利要求4所述的用于机床的刀具清洗装置，其特征在于，所述控制器件在所述刀具清洗器件对所述刀具进行的清洗次数大于最大清洗次数的情况下发出警报。

6.如权利要求1所述的用于机床的刀具清洗装置，其特征在于，所述控制器件在判定所述刀具上没有粘附异物的情况下测量所述刀具的尺寸。

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